JP2013203192A - 内輪差発生通知装置、内輪差発生通知方法、内輪差発生通知プログラム - Google Patents

内輪差発生通知装置、内輪差発生通知方法、内輪差発生通知プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】内輪差が発生することを車両外部の人に知らせることができる内輪差発生通知装置を提供する。
【解決手段】CPU10には、車両データ入力部1によって入力された車両データDvと、操舵角センサ2によって検出され、車両の前輪を操舵したときの操舵角を示す操舵角データDaとが供給される。内輪差算出部14は、車両が旋回するときの内輪差を算出する。主制御部13は、巻き込みエリアを算出する。投射装置制御部15は、巻き込みエリアに対応した路面上の所定の領域を光投射エリアとし、投射装置3L,3Rによって光投射エリアに対して光を投射するよう制御する。
【選択図】図1

Description

本発明は、車両の旋回時に内側前輪が描く軌跡と内側後輪が描く軌跡との回転半径の差である内輪差が発生することを車両外部の人に知らせることができる内輪差発生通知装置、内輪差発生通知方法、内輪差発生通知プログラムに関する。
4輪またはそれ以上の車輪を有する車両が右左折のために旋回したり、カーブを曲がるために旋回したりする場合には、内側前輪の円弧状の軌跡と内側後輪の円弧状の軌跡とには、内輪差と称される回転半径の差が発生する。特許文献1〜3には、運転者に対して、内輪差によって車輪が障害物と接触する可能性を通知したり、内輪差による障害物の巻き込みを回避するよう支援したりする運手支援装置が記載されている。
特開2007−328715号公報 特開2008−279883号公報 特開2011−93498号公報
特許文献1〜3には、運転者に対して内輪差の発生による事故等を回避するための方法が記載されているのみであり、車両外部の歩行者や自転車で走行している人に対しては、内輪差の発生を知らせることができない。そこで、車両外部の人に内輪差が発生すること知らせることができれば、人や自転車の巻き込み事故を減らすことに寄与するものと考えられる。
本発明はこのような要望に対応するため、内輪差が発生することを車両外部の人に知らせることができる内輪差発生通知装置、内輪差発生通知方法、内輪差発生通知プログラムを提供することを目的とする。
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、車両の前輪を操舵したときの操舵角を検出する操舵角検出部(2)と、前記操舵角検出部によって検出された前記操舵角に基づき前記車両が旋回するときの内輪差を算出する内輪差算出部(14)と、前記内輪差によって形成され、前記車両が旋回するときの内側に位置する内側前輪が描く第1の軌跡と内側後輪が描く第2の軌跡との間の領域を巻き込みエリアとして前記内輪差算出部によって算出された前記内輪差に基づき算出する巻き込みエリア算出部(13)と、前記車両に取り付けられ、路面上に光を投射する投射装置(3L,3R)と、前記巻き込みエリア算出部によって算出された前記巻き込みエリアに対応した路面上の所定の領域を光投射エリアとし、前記投射装置によって前記光投射エリアに対して光を投射するよう制御する投射装置制御部(15)とを備えることを特徴とする内輪差発生通知装置を提供する。
上記の内輪差発生通知装置において、前記投射装置制御部は、前記内側前輪と前記内側後輪との間であり、前記巻き込みエリアの前記車両から最も離れた部分を含む領域を光投射エリアとして光を投射するよう制御することが好ましい。
上記の内輪差発生通知装置において、前記投射装置制御部は、前記巻き込みエリアよりも外側の部分を含む領域を光投射エリアとして光を投射するよう制御してもよい。
上記の内輪差発生通知装置において、前記投射装置制御部は、前記光投射エリアに対応した形状の映像光を生成し、前記映像光を投射するよう前記投射装置を制御することが好ましい。
上記の内輪差発生通知装置において、前記投射装置が光を投射する方向を変化させる駆動装置と、前記駆動装置を制御する駆動装置制御部とをさらに備える構成としてもよい。
また、本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、車両が旋回するときの内輪差を算出し、前記内輪差によって形成され、前記車両が旋回するときの内側に位置する内側前輪が描く第1の軌跡と内側後輪が描く第2の軌跡との間の領域を巻き込みエリアとして算出し、前記巻き込みエリアに対応した路面上の所定の領域を光投射エリアとし、前記車両に取り付けられた投射装置によって前記光投射エリアに対して光を投射することを特徴とする内輪差発生通知方法を提供する。
さらに、本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、コンピュータに、車両が旋回するときの内輪差を算出するステップと、前記内輪差によって形成され、前記車両が旋回するときの内側に位置する内側前輪が描く第1の軌跡と内側後輪が描く第2の軌跡との間の領域を巻き込みエリアとして算出するステップと、前記巻き込みエリアに対応した路面上の所定の領域を光投射エリアとし、前記車両に取り付けられた投射装置によって前記光投射エリアに対して光を投射するよう制御するステップとを実行させることを特徴とする内輪差発生通知プログラムを提供する。
本発明の内輪差発生通知装置、内輪差発生通知方法、内輪差発生通知プログラムによれば、内輪差が発生することを車両外部の人に知らせることができる。
本発明の内輪差発生通知装置の第1実施形態を示すブロック図である。 車両のホイールベースとトレッドを示す図である。 内輪差の算出方法の第1の例を説明するための図である。 内輪差の算出方法の第2の例を説明するための図である。 内輪差の算出方法の第3の例を説明するための図である。 巻き込みエリアに対応させた光投射エリアの第1の例を示す図である。 巻き込みエリアに対応させた光投射エリアの第2の例を示す図である。 巻き込みエリアに対応させた光投射エリアの第3の例を示す図である。 巻き込みエリアに対応させた光投射エリアの第4の例を示す図である。 巻き込みエリアに対応させた光投射エリアの第5の例を示す図である。 巻き込みエリアに対応させた光投射エリアの第6の例を示す図である。 巻き込みエリアに対応させた光投射エリアの第7の例を示す図である。 巻き込みエリアに対応させた光投射エリアの第8の例を示す図である。 各実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の内輪差発生通知装置の第2実施形態を示すブロック図である。
以下、本発明の内輪差発生通知装置、内輪差発生通知方法、内輪差発生通知プログラムの各実施形態について、添付図面を参照して説明する。
<第1実施形態>
図1において、中央制御装置(CPU)10には、図2(A)に概略的に示す車両100の前輪(前タイヤ)101の軸と後輪(後タイヤ)102の軸との間の距離であるホイールベースhや、図2(B)に示す左右のタイヤの中心間距離であるトレッドt等の車両データを入力するための車両データ入力部1が接続されている。図2(B)では、左後輪102Lと右後輪102Rとの中心間距離をトレッドtとして示している。
車両データ入力部1は、ホイールベースhやトレッドt等の車両データを入力するための操作ボタンを有するキーボード等の任意の入力部である。車両データ入力部1によって入力されたホイールベースhやトレッドt等の車両データを示す車両データDvは、車両データ取得部11によって取得される。後述するように、CPU10にトレッドtを示すデータを入力しなくてよい場合もある。
CPU10には、前輪101の操舵角を検出するための操舵角センサ2が接続されている。操舵角センサ2は、光学センサ,機械式センサ,ジャイロセンサ等の任意のセンサでよい。車両100の車両データとして、前輪101が最大何度傾くかをCPU10に入力すれば、ステアリングホイールを切った程度で大まかな操舵角を知ることができる。ステアリングホイールをどの程度切ったかを検出するセンサを操舵角センサ2としてもよい。
操舵角センサ2は、車両100の前輪101を操舵したときの操舵角を検出する操舵角検出部である。操舵角センサ2によって検出された操舵角を示す操舵角データDaは、操舵角データ取得部12によって取得される。
車両データDv及び操舵角データDaは、主制御部13を介して内輪差算出部14に入力される。内輪差算出部14は、次のようにして、内輪差sを算出する。内輪差sの算出方法の第1の例として、内輪差算出部14は、ホイールベースhや図2(B)に示すトレッドt等の情報を用いて内輪差sを算出することができる。
図3に示すように、車両100が点Oを中心に例えば図の左方向に旋回しているとする。左前輪101Lの位置をA、右前輪101Rの位置をB、右後輪102Rの位置をC、左後輪102Lの位置をDとする。内輪差sは式(1)となる。
s=OA-OD …(1)
OD=OC-CD,OA=AD+CDより、OAは式(2)となり、内輪差sは式(3)で表される。
Figure 2013203192
Figure 2013203192
ADはホイールベースh、CDはトレッドtであるので、内輪差sは式(4)で表される。
Figure 2013203192
OB=OC+BCより、OCは式(5)となる。OBは回転半径r、BCはホイールベースhであるので、OCは式(6)で表される。回転半径rは操舵角データDaに基づいて求めることができる。
Figure 2013203192
Figure 2013203192
以上より、内輪差sは式(7)で表される。
Figure 2013203192
内輪差sの算出方法の第2の例として、図4に示すように、車両100が点Oを中心に例えば図の左方向に旋回しており、内輪である左前輪101Lと左後輪102Lの回転半径が分かる場合には、トレッドtを0と考えて、内輪差sを式(8)で求めることができる。
Figure 2013203192
さらに、図5を用いて内輪差sの算出方法の第3の例について説明する。図5は、車両100が点Oを中心に例えば図の左方向に旋回しており、左前輪101L及び右前輪101Rの操舵角θから回転半径rと内輪差sを算出する例である。ステアリングホイールを最後まで切ったときに左前輪101L及び右前輪101Rが何度傾くかが分かっていれば、ステアリングホイールを切る程度で操舵角θを大まかに得ることができる。回転半径rと内輪差sは式(9),式(10)となる。
Figure 2013203192
Figure 2013203192
車両100の前方両端にジャイロセンサを取り付けて、操舵角θを検出してもよい。
図1に戻り、以上のようにして内輪差算出部14が算出した内輪差sを示す内輪差データDsは主制御部13に入力される。主制御部13は、操舵角データDa及び内輪差データDsに基づいて、車両100が旋回しているときに、内輪差sによって人等を巻き込んでしまう可能性がある巻き込みエリアを算出する。主制御部13は、内輪差sによって形成され、車両100が旋回するときの内側に位置する内側前輪が描く第1の軌跡と内側後輪が描く第2の軌跡との間の領域を巻き込みエリアとして算出する巻き込みエリア算出部である。
車両100の例えば左側のドアミラーの下部には、車両100の左側の側部下方の路面に光を投射するための投射装置3Lが取り付けられ、例えば右側のドアミラーの下部には、車両100の右側の側部下方の路面に光を投射するための投射装置3Rが取り付けられている。投射装置3L,3Rは、後輪102より車両100の前方側のいずれかの位置に装着することが好ましい。ドアミラーは投射装置3L,3Rを装着する位置の好適な例である。
投射装置3L,3Rとしては、透過型または反射型の液晶変調素子やデジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)等の各種の光変調素子を用いたプロジェクタを用いることが可能である。CPU10内の投射装置制御部15は、投射装置3L,3Rによる光の投射を制御する。
投射装置3L,3Rは、路面上に光を投射する。第1実施形態においては、投射装置3L,3Rは、所定形状及び所定色の映像光を路面上に投射する。投射装置制御部15は、主制御部13による制御に基づいて、算出した巻き込みエリアに対応させた路面上の所定の範囲に、所定形状及び所定色の映像光を投射するよう投射装置3L,3Rを制御する。
図6〜図13を用いて、投射装置3L,3Rによって巻き込みエリアに対応させた光を投射する領域の例について説明する。図6〜図13に示すように、破線で示す左前輪101Lが描く軌跡と破線で示す左後輪102Lが描く軌跡との間の内輪差sで示す距離の範囲が巻き込みエリアAc0となる。左前輪101L及び右前輪101Rの操舵角を一定として状態で車両100が進行したとすれば、巻き込みエリアAc0は図6〜図13に示すように一定の幅で車両100の進行と共に伸びていくことになる。
実際には、左前輪101L及び右前輪101Rの操舵角は車両100の進行と共に変化するので、内輪差sで決まる巻き込みエリアAc0の幅は変化することになる。
図6〜図13では、図3〜図5と同様、車両100が図の左方向に旋回した状態を示しているため、投射装置3Lによって路面上の所定の範囲に映像光を投射している状態を示している。車両100が図の右方向に旋回した場合には、投射装置制御部15は、投射装置3Rによって路面上に巻き込みエリアAc0に対応させて映像光を投射するよう投射装置3Rを制御する。
図6において、内輪差sが図6に示す距離であれば、左後輪102LはD−A’の円弧状の軌跡を描く。A’は、左前輪101Lに対する垂直線上にあり、左前輪101Lから内輪差sの距離だけ離れた位置である。図6に示す例は、D−A−A’で囲まれた領域を映像光投射エリアAL1としている。一般的に、投射装置3L,3Rは、スクリーン上に矩形状に光を投射する。図6の例では、投射装置制御部15は、主制御部13による制御によってD−A−A’で囲まれた領域の形状の映像データを生成し、投射装置3Lにその映像データの映像光を投射させればよい。
図6の例においては、巻き込みエリアAc0のうち、ほぼ左前輪101Lと左後輪102Lとの間の全体が映像光投射エリアAL1となっている。
図7に示す例は、DとA’とを直線で結んで、三角形D−A−A’で囲まれた領域を映像光投射エリアAL2としている。投射装置制御部15は、主制御部13による制御によって三角形D−A−A’の映像データを生成し、投射装置3Lにその映像データの映像光を投射させればよい。図7の例においては、映像光投射エリアAL2の車両100から最も離れた部分は、巻き込みエリアAc0の車両100から最も離れた部分よりも外側に位置している。
図8に示す例は、D−E−A’で囲まれた範囲を映像光投射エリアAL3としている。Eは、A’を通る車両100の側面に対する垂直線が車両100の側面と交差する位置である。図9に示す例は、図8のD−E−A’で囲まれた範囲のうち、左前輪101Lに近い部分のみを映像光投射エリアAL4としたものである。図9に示す例では、巻き込みエリアAc0のうち、車両100から最も離れた部分に映像光が投射されるので、車両100外部の人は後輪102に巻き込まれる可能性のある最も外側の位置を知ることができる。
図10に示す例は、左前輪101L近傍の矩形状の領域を映像光投射エリアAL5としたものである。図11に示す例は、左前輪101L近傍の円形の領域を映像光投射エリアAL6としたものである。図10,図11のいずれも、巻き込みエリアAc0のうち、車両100から最も離れた部分に映像光が投射されるので、車両100外部の人は後輪102に巻き込まれる可能性のある最も外側の位置を知ることができる。
図12に示す例は、図7の映像光投射エリアAL2よりも外側に領域を広げた映像光投射エリアAL7としたものである。図13に示す例は、左前輪101L近傍のみではあるが、図11の映像光投射エリアAL6よりも外側に領域を広げた楕円形の領域を映像光投射エリアAL8としたものである。さらなる安全性確保のため、図12,図13に示す例のように、巻き込みエリアAc0の最も外側の部分を越えて映像光を投射する領域を設定してもよい。
車両100の左側にいる歩行者や自転車に乗っている人は、図6〜図13の各種の例で示すように、車両100が左方向に旋回するときに路面上に投射される映像光によって、左後輪102Lに巻き込まれるおそれがあることを容易に認識することができる。投射装置3L,3Rが路面上に投射する光は、車両100の外部の人に対して内輪差が発生すること、巻き込まれるおそれがあることを通知する警告光となっている。投射装置制御部15によって巻き込まれるおそれがあることを通知する文字情報を生成し、投射装置3L,3Rによって文字情報を含む警告光を投射するようにしてもよい。
ところで、車両100がトレーラの場合のような牽引車両では、ホイールベースh等の車両データは固定ではない。この場合は、車両データの変更があれば車両データを入力し直すことが必要である。また、牽引車両では厳密には内輪差sを算出するのに、上述した内輪差sの算出方法の第1〜第3の例よりもさらに詳細な計算が必要になるが、ここではその説明を省略する。
図14のフローチャートを用いて、第1実施形態の動作について説明する。図14のフローチャートは、後述する第2実施形態の動作でもある。図14において、CPU10は、ステップS1にて、車両データを入力済みであるか否かを判定する。入力済みであれば(YES)、CPU10は、ステップS2にて、入力データからホイールベースhを取得し、入力済みでなければ(NO)、CPU10は、ステップS3にて、ホイールベースhを規定値に設定する。CPU10は、ステップS4にて、操舵角の変化があったか否かを判定する。ここでは、ホイールベースhのみを用いる場合を示している。
操舵角の変化があれば(YES)、CPU10は、ステップS5にて、内輪差sを算出すると共に、内輪差sによる巻き込みエリアAc0を算出する。CPU10は、ステップS6にて、巻き込みエリアAc0に対応させた領域に光を投射するよう投射装置3L,3Rを制御して、処理をステップS7に移行させる。ステップS4にて操舵角の変化がなければ(NO)、処理をステップS7に移行させる。
CPU10は、ステップS7にて、車両データの変更があったか否かを判定する。変更があれば(YES)、CPU10は、ステップS8にて、変更されたデータから新たにホイールベースhを取得し、処理をステップS9に移行させる。ステップS7にて変更がなければ(NO)、CPU10は、処理をステップS9に移行させる。CPU10は、ステップS9にて、エンジンが停止されたか否かを判定する。図1では特に図示していないが、エンジンが動いているか否かを示す車両100の状態信号をCPU10に入力すればよい。
エンジンが停止されたら(YES)、CPU10は処理を終了し、エンジンが停止されなかったら(NO)、CPU10は処理をステップS4に戻してステップS4以降の処理を繰り返す。
ステップS9ではエンジンが停止されたか否かの判定としたが、電気自動車であれば、走行不可の状態となるよう電源を切断したか否かの判定となる。
図6〜図13の各種の例では、内輪差算出部14が算出した内輪差sに基づいて主制御部13が巻き込みエリアAc0を求め、巻き込みエリアAc0に対応させて映像光を投射する領域を設定しているが、次のように簡略化してもよい。主制御部13が左前輪101L及び右前輪101Rの操舵角が所定以上の角度であることを検出したら、車両100の最大の内輪差sに対応させて最大の巻き込みエリアAc0を設定する。そして、主制御部13は、操舵角が所定以上の角度であれば、常に、最大の巻き込みエリアAc0に対応させた領域の映像光を投射装置3L,3Rによって投射するよう投射装置制御部15を制御する。
<第2実施形態>
図15に示す第2実施形態において、図1と同一部分には同一符号を付し、その説明を適宜省略することとする。図15において、駆動装置4Rは投射装置3Rが光を投射する方向を変化させるよう駆動し、駆動装置4Lは投射装置3Lが光を投射する方向を変化させるよう駆動する。投射装置3L,3Rはそれぞれ駆動装置4L,4Rに取り付けられている。駆動装置制御部16は、主制御部13による制御に基づいて、投射装置3L,3Rによって所定の方向に光を投射させるよう駆動装置4L,4Rを制御する。
第1実施形態においては、図6〜図13で説明したように、投射装置3L,3Rによって映像光投射エリアAL1〜AL8のような所定の形状の映像光を投射するようにしている。第2実施形態においては、駆動装置4L,4Rによって投射装置3L,3Rが光を投射する方向を変更するように駆動することができる。そこで、第2実施形態では、円形や矩形等の所定形状の光を投射装置3L,3Rによって投射させ、駆動装置4L,4Rによって光を投射する路面上の位置を変更させる。これによって、第2実施形態では、第1実施形態と同様、巻き込みエリアAc0に対応させた所定の領域に対して光を投射させることができる。
従って、第2実施形態においては、投射装置3L,3Rは映像光を投射する必要はなく、一般的な光を投射すればよい。勿論、投射装置3L,3Rによって映像光を投射させ、駆動装置4L,4Rによって映像光を投射する方向を変更させてもよい。
駆動装置4L,4Rによって光を投射する方向を変更させるようにすれば、投射装置3L,3Rが投射する光の範囲が狭くても、図6〜図8,図12のように比較的広い範囲に光を投射することが可能となる。
本発明は以上説明した第1,第2実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。投射装置3L,3Rはレーザ照射装置であってもよい。映像光を投射するプロジェクタとレーザ照射装置との双方を用いてもよい。プロジェクタとレーザ照射装置との使い分けは任意である。一例として、昼間にレーザ照射装置を用い、夜間にプロジェクタを用いるようにしてもよい。プロジェクタとレーザ照射装置とを同時に発光させてもよい。
また、本発明をコンピュータプログラム(内輪差発生通知プログラム)として構成することも可能である。マイクロコンピュータのCPU10に内輪差発生通知プログラムを記憶するROM等の記憶部を接続し、CPU10によって図14と同様のステップを実行させる内輪差発生通知プログラムを動作させればよい。
1 車両データ入力部
2 操舵角センサ(操舵角検出部)
3L,3R 投射装置
4L,4R 駆動装置
11 ホイールベースデータ取得部
12 操舵角データ取得部
13 主制御部(巻き込みエリア算出部)
14 内輪差算出部
15 投射装置制御部
16 駆動装置制御部
100 車両
101 前輪
101L 左前輪
101R 右前輪
102 後輪
102L 左後輪
102R 右後輪

Claims (7)

  1. 車両の前輪を操舵したときの操舵角を検出する操舵角検出部と、
    前記操舵角検出部によって検出された前記操舵角に基づき前記車両が旋回するときの内輪差を算出する内輪差算出部と、
    前記内輪差によって形成され、前記車両が旋回するときの内側に位置する内側前輪が描く第1の軌跡と内側後輪が描く第2の軌跡との間の領域を巻き込みエリアとして前記内輪差算出部によって算出された前記内輪差に基づき算出する巻き込みエリア算出部と、
    前記車両に取り付けられ、路面上に光を投射する投射装置と、
    前記巻き込みエリア算出部によって算出された前記巻き込みエリアに対応した路面上の所定の領域を光投射エリアとし、前記投射装置によって前記光投射エリアに対して光を投射するよう制御する投射装置制御部と、
    を備えることを特徴とする内輪差発生通知装置。
  2. 前記投射装置制御部は、前記内側前輪と前記内側後輪との間であり、前記巻き込みエリアの前記車両から最も離れた部分を含む領域を光投射エリアとして光を投射するよう制御することを特徴とする請求項1記載の内輪差発生通知装置。
  3. 前記投射装置制御部は、前記巻き込みエリアよりも外側の部分を含む領域を光投射エリアとして光を投射するよう制御することを特徴とする請求項2記載の内輪差発生通知装置。
  4. 前記投射装置制御部は、前記光投射エリアに対応した形状の映像光を生成し、前記映像光を投射するよう前記投射装置を制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内輪差発生通知装置。
  5. 前記投射装置が光を投射する方向を変化させる駆動装置と、
    前記駆動装置を制御する駆動装置制御部と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の内輪差発生通知装置。
  6. 車両が旋回するときの内輪差を算出し、
    前記内輪差によって形成され、前記車両が旋回するときの内側に位置する内側前輪が描く第1の軌跡と内側後輪が描く第2の軌跡との間の領域を巻き込みエリアとして算出し、
    前記巻き込みエリアに対応した路面上の所定の領域を光投射エリアとし、前記車両に取り付けられた投射装置によって前記光投射エリアに対して光を投射する
    ことを特徴とする内輪差発生通知方法。
  7. コンピュータに、
    車両が旋回するときの内輪差を算出するステップと、
    前記内輪差によって形成され、前記車両が旋回するときの内側に位置する内側前輪が描く第1の軌跡と内側後輪が描く第2の軌跡との間の領域を巻き込みエリアとして算出するステップと、
    前記巻き込みエリアに対応した路面上の所定の領域を光投射エリアとし、前記車両に取り付けられた投射装置によって前記光投射エリアに対して光を投射するよう制御するステップと、
    を実行させることを特徴とする内輪差発生通知プログラム。
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